
1985年,當日機裝的工程師團隊開始研發溫水等靜壓層壓設備時,多層陶瓷電容器(MLCC)的疊層數還遠不及今天。彼時,行業普遍采用機械壓力機進行單軸壓制,但對于已印刷電極圖形的生瓷片而言,單向施壓注定無法實現各處受力均勻。
此后三十余年,日機裝WIL溫水層壓機從一臺“回應客戶需求"的設備,成長為全球累計交付超600臺、日本本土市占率超90%的行業標準。這段歷程的本質,是設備技術與陶瓷元件小型化需求之間持續共振的過程。
在WIL出現之前,行業面臨的瓶頸是結構性的。
機械壓機的先天缺陷:傳統單軸壓力機在壓制表面帶有3D印刷線路的生瓷片時,壓力無法均勻傳遞至每個微細結構。低密度區域在后續燒結工序中將導致分層和收縮不均,直接拉低良率。
冷等靜壓的局限:雖能實現全1方位均勻施壓,但室溫條件下生片中的粘結劑(粘合劑)處于玻璃態,分子鏈段無法充分運動,層間結合力不足。
WIP的突破邏輯:日機裝的方案是將“溫度"引入等靜壓體系——用溫水替代冷水作為壓力介質,使壓制在精準溫度下進行。這一設計的核心在于:讓粘結劑在受壓時恰好處于最佳軟化狀態,實現熱壓合與等靜壓的協同效應。
“為精密陶瓷而生",意味著WIL的所有設計都圍繞陶瓷材料與工藝的特殊性展開。
精密陶瓷生片并非平面,而是表面帶有印刷電極與線路的立體結構。WIL以水為壓力介質,對工件施加最高49MPa的全1方位等靜壓力。無論線路圖形如何復雜,壓力均能均勻覆蓋每一處,避免單軸壓機常見的密度差異問題。
生片中的粘結劑體系有其特定的玻璃化轉變溫度。WIL將水溫控制在最高90°C,腔體內溫度均勻性達±1°C,壓力精度±2.5%。±1°C的溫控能力意味著:腔體內每一片生片處于相同的粘彈狀態,粘結劑分子在受壓時能夠充分擴散纏結,實現真正意義上的“熱壓融合"。
日機裝自主研發的“銷鎖(pin closure)系統"不僅實現壓力容器的可靠密封,更關鍵的是允許溫水在腔體內循環流動,這是溫度均勻性±1°C得以實現的技術前提。
“為高品質量產賦能",對應的是WIL在規模化生產中體現的實際效益。
WIL單批次處理能力大,生產效率約為傳統機械壓機的3倍。對于MLCC等月產量以億為單位的元件而言,這一效率差距直接轉化為產能競爭力。
等靜壓+均勻溫場的組合,使壓制后產品各部位密度差異極小。密度一致性意味著燒結收縮率一致,這是高疊層數元件良率提升的關鍵。
2016年,日機裝完成WIL系列的全模型更換,推出S系列,核心方向為“3S":
空間節省(Space-saving):減小占地面積,同樣廠房可放置更多設備;
能源節省(Energy-saving):維護加熱器無需排空設備內溫水,減少能源浪費;
人力節省(Labor-saving):觸摸屏操控,提升操作性與可維護性。
這一進化方向揭示了WIL對量產邏輯的深刻理解——品質是前提,效率是目標,而空間、能源、人力是量產中始終需要優化的三個變量。
WIL的應用已從MLCC、LTCC、HTCC、壓電陶瓷等傳統電子元件,擴展至全固態二次電池的疊層片壓制。這意味著其“溫壓一體"的技術框架,對于任何需要多層薄片材料在均勻溫壓條件下結合的工藝,都具有通用價值。
“全球標準"意味著什么?對于日機裝WIL而言,它意味著經過數十年、超600臺裝機驗證的工藝體系;意味著當客戶面對疊層數增加、生片減薄、尺寸精度提升等挑戰時,這臺設備已經被證明能夠勝任。
為精密陶瓷而生,所以從材料特性出發定義技術路徑;為高品質量產賦能,所以在品質前提下持續優化空間、能源與人力。這或許是WIL能夠穿越技術周期、成為行業標準的內在邏輯。